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荧光光谱仪技术原理与优缺点分析

时间:2020-11-09   访问量:30

  X射线荧光光谱仪(XRF)由激发源(X射线管)和检测系统组成。x光管产生入射x光(初级x光),激发被测样品,产生x光荧光(次级x光),探测器探测x光荧光。

一、荧光光谱仪技术原理:

荧光光谱仪.jpg

  受激样品中的每个元素都会发出二次X射线,不同元素发出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些次级x射线的能量和数量。然后,仪器软件将检测系统采集的信息转换成样品中各种元素的类型和含量。元素的原子被高能辐射激发,引起内层电子跃迁,发出一定特殊波长的X射线。根据莫斯勒定律,荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关,其数学关系如下:λ= k(Z ^ s)2,其中k和s为常数。根据量子理论,X射线可以看作是由量子或光子组成的粒子流,每束光的能量为:E=hν=h C/λ,其中E为X射线光子的能量,单位为keVh为普朗克常数;ν是光波的频率;c是光速。因此,只要测量荧光X射线的波长或能量,就可以知道元素的种类,这是荧光X射线定性分析的基础。另外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系,可以进行元素的定量分析。

二、荧光光谱仪主要用途:

  X射线荧光光谱仪可以根据各元素的特征X射线强度来测量元素含量。近年来,X射线荧光光谱法在各行业的应用范围不断扩大,已成为冶金、地质、有色金属、建材、商检、环保、卫生等领域广泛使用的方法,尤其是在RoHS检测领域。大多数分析元素可用于分析,包括固体、粉末、熔珠、液体等样品,分析范围从Be到u,具有分析速度快、测量范围宽、干扰小的特点。

三、荧光光谱仪优缺点分析:

  优点:

  a)分析速度快。测量时间与测量精度有关,但一般很短,样品中所有待测元素都可以在10 ~ 300秒内测量出来。

  b)X射线荧光光谱与样品的化学键合状态无关,基本上与固体、粉末、液体、结晶和无定形物质的状态无关。(气体密封在容器中也可以分析),但是在高分辨率精密测量中可以看到波长的变化。尤其是在超软X射线范围内,这种效应更为显著。波长变化用于确定化学势。

荧光光谱仪2.jpg

  c)无损分析。在测定中,不会引起化学状态的变化,也不会引起样品飞走。同一样品可重复测量,重现性好。

  D) X射线荧光分析是一种物理分析方法,所以化学性质上属于同一科的元素也可以分析。e)分析精度高。含量测定已达到ppm水平。f)样品制备简单,固体、粉末、液体样品均可分析。

  缺点:

  a)定量分析需要标准样品。

  b)对光元素的敏感度较低。

  c)易受元素相互干扰和重叠峰的影响。

  分类编辑X射线荧光光谱仪有两种基本类型:波长色散型(WD-XRF)和能量色散型(ED-XRF)。波长色散型基于X荧光的波粒二象性的波长特性,能量色散型基于能量特性。


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